MISO系统中的改进反馈技术方案

提供了一种用于向MISO系统的分支中的预失真器提供反馈的方法，使得预失真消除由信号路径和合并器所导致的失真，该合并器合并来自输入信号被输入到其中的分支的信号。该方法包括：生成不相关的噪声并将它们与输入信号混频，基于输入信号和噪声来评估合并器的输出，以便确定每个输入信号对合并器的输出的相应贡献，并且相应地确定合适的预失真。信号路径可以对信号应用非线性和/或动态函数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】MISO系统中的改进反馈
本专利技术涉及MISO系统。更具体地，本专利技术涉及用于改进例如用于LTE和/或WCDMA(诸如，3G、4G、5G及更高版本)的常规MISO系统的装置和方法。缩写3G、4G、5G第3代、第4代、第5代3GPP第三代合作伙伴计划AAS有源天线系统ADC模拟-数字转换器ADS(是德科技的)高级设计系统BW带宽DAC数字-模拟转换器dc直流DFE数字前端DPD数字预失真EVM误差矢量幅度FB反馈HW硬件LTE长期演进MIMO多输入多输出MISO多输入单输出NL非线性动态OFDM正交频分复用OPEX运营支出PA功率放大器RF射频RFSW射频软件rms均方根SW软件TX发射器VSWR电压驻波比V2X车联网WCDMA宽带码分多址WiFi无线保真
技术介绍
无线电模块效率是无线电产品的关键值，因为其涉及：i)电费(OPEX-运营支出)；ii)无线电模块的体积/尺寸(操作效率越低，耗散的功率越大，散热器所需的尺寸就越大)；iii)能量损耗的水平(产品的绿色操作分类)。因此，使效率最大化是下一代无线电模块的关键目标之一。当今的大多数无线电模块采用高效率Doherty放大器。针对未来的无线电，需要使用智能数字Doherty架构来实现优化的Doherty运算。无线电模块的线性度是无线电产品的关键要求，以便满足由相应标准(例如，3GPP)和权威机构设置的频谱发射要求，并且以便维持直接影响系统容量的低误码率。针对某些应用，无线电模块线性度也是基于天线信号处理(即，分集/波束成形)的高容量系统的关键要求。在不增加对线性化技术的挑战，不增加无线电模块的HW/SW复杂度的情况下，实现高辐射的输出功率是很重要的。定义：操作域在本申请中，采用基带复合域作为操作领域。因此，本报告中所使用的所有信号和模型都以其有限带宽基带表示形式(即，不考虑高次谐波)给出。此外，所考虑的系统在其操作窗口中是可区分的。定义：多重共线性多重共线性是所提出的系统的属性，在所提出的系统中，它的模型的一些回归量是高度相关和内生的。结果，所估计的系数对标识数据集合或模型结构中的小变化高度敏感。多重共线性不会降低整个模型(黑盒子)在标识数据集合上的可靠性，但是它会影响所估计的单个回归量的贡献的有效性。换言之，所估计的模型系数不反映模型的独立变量或预测因子的单个贡献。定义：MISO系统图1中示出了通用多输入单输出(MISO)系统。它包括多个(k＞1)信号修改器1-1…1-k(诸如放大器)，其中每个信号修改器对相应的输入信号x1,…,xk应用相应的非线性函数和/或相应的动态函数。来自信号修改器1-1…1-k的输出由合并器2合并，以便获得输出信号y。在操作中，MISO系统可以是不同类型的，其特征在于它们的输入信号和输出合并器：1.输入信号a.同等/高度相关的b.不相关的2.输出合并器a.隔离的(路径独立的)b.非隔离的(路径互相耦合的)不相关的信号是这样的信号，针对趋近于无穷大的大量样本(它们中的每一个的样本数目)来说，它们对彼此的投影的期望值趋向于0。例如，在实践中，不相关性可以通过确定至少100个样本(优选地多于500个样本，甚至更优选地多于1000个样本)对彼此的投影来证明。如果投影的归一化值小于0.2(优选地小于0.1，甚至更优选地小于0.01)，则两个信号被认为是不相关的。在此，如果两个信号是相同的，则投影的归一化值为1，并且如果它们是完全不相关的，则投影的归一化值为0。作为备选的或附加的准则，两个信号是不相关的意味着它们中的一个不能被建模为另一个的函数。隔离的合并器可以是任何如下合并器：其输入端口之间的隔离优于-20dB，更优选地大于-30dB，并且还更优选地大于-40dB…(非隔离的合并器是其输入端口之间的隔离在-20dB到0dB之间的任何合并器)。在下文中，作为示例，为了简便起见，具有2个输入x1、x2的MISO系统，2个输入x1、x2的路径(信号修改器1a-1、1a-2)的特征在于：多达3的奇数阶静态多项式参数模型f([f1,f3],x1)和g([g1,g3],x2)，如图2所示。在此，f1、f3、g1和g3是相应的静态多项式的参数。该方法和派生是有效的，并且可以被推广用于具有动态非线性模型行为(即，基于沃尔特拉的级数、分段广义记忆多项式近似)或它们的简化(静态线性的)的多个路径。不考虑来自单个路径的偏移或dc贡献。与输出合并器隔离无关，输出信号可以被写为：1.y＝f([f1,f3],x1)+g([g1,g3],x2)＝f1*x1+f3*x1*|x1|2+g1*x2+g3*x2*|x2|2公式(1)在不同的隔离场景下是有效的：a.隔离的输出合并器：f()和g()系统是独立的。因此，该公式始终有效；或者b.非隔离的合并器：由于在输出处互相耦合，f()和g()系统影响彼此的行为；因此，分别由其行为模型参数(f1,f3)和(g1,g3)定义的系统f()和g()仅作为所标识的对并且只有系统f()和g()之间的相对关系保持的情况下是有效的。这适用于以下条件或条件场景：1.系统f()和/或系统g()中的独立物理变化比标识/适配率慢；以及2.输入x1和x2是相关的：i.x1＝F(c,x2)，其中x2是没有限制的通用信号，并且c是表示模型F()的参数的复向量→条件:比标识/适配率慢；和/或ii.z1＝F(e,x)并且z2＝G(d,x)，其中x是没有限制的通用信号，e是表示模型F()的参数的复向量，并且d是表示模型G()的参数的复向量。在dr/dt和ds/dt和de/dt和dd/dt慢于标识/适配率并且x的所有统计值在标识窗口期间被捕获的条件下，x1＝f(r,z1,z2)并且x2＝g(s,z1,z2)。因此，如果条件1和2被满足，则针对场景b公式(1)是有效的。在下文中，主要考虑具有满足上面的公式有效条件的多重共线性属性，并且关注输入信号的MISO系统：·x1＝c*x2，其中c是定义到MISO系统的输入信号之间的线性关系的复系数，并且x2是没有限制的通用信号公式(1)中描述的MISO系统可以以矩阵形式写成：2.Y：来自MISO系统的测量输出xi,j：输入信号Xi的样本数目j(针对此示例，有i＝1、2并且j＝[1:N]个样本)在最小二乘法中求解公式(2)以确定f1、f3、g1和g3需要对回归矩阵求逆3.在此，H＝[H1H2]，*表示复共轭，并且Ra,b表示a和b的内积。Xi是输入符号i的矢量符号(i是输入信号被估算的分支的索引)。针对输入信号X1＝X和X2＝c*X，其中c是复标量，公式(3)被写为如图3所描述的公式(4)所示。公式(4)可以被重写为公式(5)：其中Qi表示公式(4)中的矩阵的相应列。从公式(4)和(5)中可以看到，回归矩阵的列Q3和列Q4分别与列Q1和列Q2高度相关。此外，H*H的行3和行4与行1和行2高度相关。结果，针对X1＝c*X2，因此回归系统(4)和MISO系统(2)是多重共线性的、单一的并且针对参数系数(f1,f3)和(g1,g3)无法正确地求解。图4示出了Matlab示例，其示出了MISO系统在多重共线性属性下的不良标识性能(NMSE_estimation＝-1.2dB)。注意，在其回归量之间具有完全多重共线性的所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：第一数目的输入端口，每个输入端口被适配为输入相应的输入信号，其中所述第一数目至少为2；第二数目的噪声生成器输出端口，每个噪声生成器输出端口对应于所述输入端口中的相应的不同的一个输入端口，并且被适配为提供相应的噪声，其中所述第二数目比所述第一数目少1或者等于所述第一数目；所述第二数目的混频器，每个混频器对应于所述噪声生成器输出端口中的相应的不同的一个噪声生成器输出端口，并且被适配为：将相应的所述输入信号与相应的所述噪声混频以生成相应的经混频的信号；所述第一数目的预失真器，每个预失真器对应于所述输入端口中的相应的不同的一个输入端口，并且被适配为：在所述噪声生成器输出端口中的一个噪声生成器输出端口对应于相应的所述输入端口的情况下，对相应的所述经混频的信号应用相应的初步预失真，并且在没有所述噪声生成器输出端口对应于相应的所述输入端口的情况下，对所述输入信号应用相应的初步预失真，以便获得相应的经预失真的信号；所述第一数目的信号路径，每个信号路径对应于所述输入端口中的相应的不同的一个输入端口，并且被适配为：修改相应的所述经预失真的信号，以便获得相应的经修改的信号；合并器，所述合并器被适配为合并来自所述信号路径的所述经修改的信号，以便获得输出信号；贡献分离器，所述贡献分离器被适配为：针对所述输入信号中的每个输入信号，从反馈信号中并且基于相应的所述噪声和相应的所述输入信号，分离出相应的所述输入信号对所述输出信号的贡献，其中所述反馈信号基于所述输出信号；确定器，所述确定器被适配为：确定所述输入信号中的至少一个输入信号的相应的预失真，并且通过相应的所确定的所述预失真来代替相应的所述初步预失真，使得在所确定的相应的所述预失真被相应的所述预失真器应用于相应的所述经混频的信号或输入信号的情况下，相应的所述贡献将与预定义函数被应用到其上的相应的所述输入信号相对应，其中所述预定义函数为非线性和动态中的至少一个，并且具有第三数目的预定义参数。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.01 EP EP161774641.一种装置，包括：第一数目的输入端口，每个输入端口被适配为输入相应的输入信号，其中所述第一数目至少为2；第二数目的噪声生成器输出端口，每个噪声生成器输出端口对应于所述输入端口中的相应的不同的一个输入端口，并且被适配为提供相应的噪声，其中所述第二数目比所述第一数目少1或者等于所述第一数目；所述第二数目的混频器，每个混频器对应于所述噪声生成器输出端口中的相应的不同的一个噪声生成器输出端口，并且被适配为：将相应的所述输入信号与相应的所述噪声混频以生成相应的经混频的信号；所述第一数目的预失真器，每个预失真器对应于所述输入端口中的相应的不同的一个输入端口，并且被适配为：在所述噪声生成器输出端口中的一个噪声生成器输出端口对应于相应的所述输入端口的情况下，对相应的所述经混频的信号应用相应的初步预失真，并且在没有所述噪声生成器输出端口对应于相应的所述输入端口的情况下，对所述输入信号应用相应的初步预失真，以便获得相应的经预失真的信号；所述第一数目的信号路径，每个信号路径对应于所述输入端口中的相应的不同的一个输入端口，并且被适配为：修改相应的所述经预失真的信号，以便获得相应的经修改的信号；合并器，所述合并器被适配为合并来自所述信号路径的所述经修改的信号，以便获得输出信号；贡献分离器，所述贡献分离器被适配为：针对所述输入信号中的每个输入信号，从反馈信号中并且基于相应的所述噪声和相应的所述输入信号，分离出相应的所述输入信号对所述输出信号的贡献，其中所述反馈信号基于所述输出信号；确定器，所述确定器被适配为：确定所述输入信号中的至少一个输入信号的相应的预失真，并且通过相应的所确定的所述预失真来代替相应的所述初步预失真，使得在所确定的相应的所述预失真被相应的所述预失真器应用于相应的所述经混频的信号或输入信号的情况下，相应的所述贡献将与预定义函数被应用到其上的相应的所述输入信号相对应，其中所述预定义函数为非线性和动态中的至少一个，并且具有第三数目的预定义参数。2.一种装置，包括：第一数目的输入端口，每个输入端口被适配为输入相应的输入信号，其中所述第一数目至少为2；所述第一数目的预失真器，每个预失真器对应于所述输入端口中的相应的不同的一个输入端口，并且被适配为：对相应的所述输入信号应用相应的初步预失真，以便获得相应的经预失真的信号；第二数目的噪声生成器输出端口，每个噪声生成器输出端口对应于所述输入端口中的相应的不同的一个输入端口，并且被适配为提供相应的噪声，其中所述第二数目比所述第一数目少1或者等于所述第一数目；所述第二数目的混频器，每个混频器对应于所述噪声生成器输出端口中的相应的不同的一个噪声生成器输出端口，并且被适配为：将相应的所述经预失真的信号与相应的所述噪声混频以生成相应的经混频的信号；所述第一数目的信号路径，每个信号路径对应于所述输入端口中的相应的不同的一个输入端口，并且被适配为：在没有所述混频器对应于相应的所述输入端口的情况下，修改相应的所述经预失真的信号，并且在所述混频器中的一个混频器对应于相应的所述输入端口的情况下，修改所述经混频的信号，以便获得相应的经修改的信号；合并器，所述合并器被适配为合并来自所述信号路径的所述经修改的信号，以便获得输出信号；贡献分离器，所述贡献分离器被适配为：针对所述输入信号中的每个输入信号，从反馈信号中并且基于相应的所述噪声和相应的所述输入信号，分离出相应的所述输入信号对所述输出信号的贡献，其中所述反馈信号基于所述输出信号；确定器，所述确定器被适配为：确定所述输入信号中的至少一个输入信号的相应的预失真，并且通过相应的所确定的所述预失真来代替相应的所述初步预失真，使得在所确定的相应的所述预失真被相应的所述预失真器应用于相应的所述输入信号的情况下，相应的所述贡献将与预定义函数被应用到其上的相应的所述输入信号相对应，其中所述预定义函数为非线性和动态中的至少一个，并且具有第三数目的预定义参数。3.根据权利要求1和2中任一项所述的装置，其中所述信号路径中的至少一个信号路径包括放大器。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述确定器中的至少一个确定器被适配为：针对相应的所述输入信号，通过将所述预定义函数拟合到相应的所述贡献来确定所述预定义函数的所述第三数目的实际参数，并且通过利用所述第三数目的实际参数对所述预定义函数求逆来确定相应的所述预失真。5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述合并器是隔离的，或者其中所述合并器是非隔离的。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述预定义函数是以下中的一个：二阶、或三阶、或四阶、或五阶或更高阶多项式，具有记忆的多项式，以及所述多项式和/或所述具有记忆的多项式的分段组合。7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中所述噪声生成器输出端口被适配为使得所述噪声中的每个噪声与所述噪声中的其他噪声中的每个噪声都不相关，或者被适配为使得所...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·纳德，B·耶罗内克，
申请(专利权)人：诺基亚通信公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI